Fundamentos e Tecnologia Do Protocolo Profibus
-
Upload
tiago-saraiva -
Category
Documents
-
view
28 -
download
7
Transcript of Fundamentos e Tecnologia Do Protocolo Profibus
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
Fundamentos e tecnologiaFundamentos e tecnologiado protocolo PROFIBUSdo protocolo PROFIBUS
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
Workstations
LAN
Linking Devices
Rede de campo
Dispositivos deCampo
Ethernet corporativa
WORKSTATIONS
I/O
Rede corporativaRede
Industrial
LAN
RedeFieldbus
Infra-estrutura de comunicação em Indústrias
Fieldbus Ethernet
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
Normalização Internacional
“IEC 61158 - Digital Data Communication for Measurement and Control -Fieldbus for use in Industrial Control Systems.” (1999 - 2002)
Trabalho canceladoTeste de ConformidadeIEC 61158-8
Necessita revisãoGerência de RedeIEC 61158-7
Dez tiposAL: Protocolos da Camada de AplicaçãoIEC 61158-6
Dez tiposAL: Serviços da Camada de AplicaçãoIEC 61158-5
Oito tiposDLL: Protocolos da Camada de EnlaceIEC 61158-4
Oito tiposDLL: Serviços da Camada de EnlaceIEC 61158-3
Oito tiposPhL: Camada FísicaIEC 61158-2
Relatórios técnicosIntroduçãoIEC 61158-1
ConteúdoTítuloVolume
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
“IEC 61784 - Digital data communications for measurement and control -Part 1: Profile sets for continuous and discrete manufacturing relative tofieldbus use in industrial control systems.” (2003)
Normalização Internacional
Swiftnet full stackTipo 6Tipo 6Tipo 6CPF-7/2Swiftnet transport-Tipo 6Tipo 6CPF-7/1INTERBUS SubsetTipo 8Tipo 8Tipo 8CPF-6/3INTERBUS TCP/IPTipo 8Tipo 8Tipo 8CPF-6/2INTERBUSTipo 8Tipo 8Tipo 8CPF-6/1WorldFIP (MPS)Tipo7Tipo 7Tipo 1CPF-5/3WorldFIP (MPS,MCS,SubMMS)Tipo 7Tipo 7Tipo 1CPF-5/2WorldFIP (MPS,MCS)Tipo 7Tipo 7Tipo 1CPF-5/1P-Net RS-232Tipo 4Tipo 4Tipo 4CPF-4/2P-Net RS-485Tipo 4Tipo 4Tipo 4CPF-4/1PROFInetTipo 10TCP/UDP/IPEthernetCPF-3/3PROFIBUS-PATipo 3Tipo 3Tipo 1CPF-3/2PROFIBUS-DPTipo 3Tipo 3Tipo 3CPF-3/1Ethernet/IPTipo 2TCP/UDP/IPEthernetCPF-2/2ControlNetTipo 2Tipo 2Tipo 2CPF-2/1Foundation Fieldbus (H2)Tipo 9Tipo 1Tipo 1CPF-1/3Foundation Fieldbus (HSE)Tipo 5TCP/UDP/IPEthernetCPF-1/2Foundation Fieldbus (H1)Tipo 9Tipo 1Tipo 1CPF-1/1
ALDLLPhyNome UsualProtocolo da IEC 61158Profile IEC
61784
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
Dis
posi
tivo
sPA
Dis
posi
tivo
sPA
I/O
Rem
oto
par
a PA
I/O
Rem
oto
par
a PA
SEM
ISEM
I
PRO
FIdrive
PRO
FIdrive
Sis
tem
as d
eId
entifica
ção
Sis
tem
as d
eId
entifica
ção
Pesa
gem
&dos
agem
Pesa
gem
&dos
agem
Enco
der
Enco
der
Profiles de aplicação comuns (opcional)PROFIsafe, HART on DP, Redundância, etc.
Profiles de aplicação comuns (opcional)PROFIsafe, HART on DP, Redundância, etc.
PROFIBUS DPPROFIBUS DPIEC 61158/61784
DP-V0 ... V2
RS485RS485-IS
NRZSeg. Intrínseca
FibraÓtica
Multi-modoMono-modo
MBPManchester
Baixa potênciaSeg. Intrínseca
Tecnologiasde transmissão
Protocolode comunicação
Profiles deaplicação comuns
Profiles de aplicação específicos
Estrutura técnica do sistema PROFIBUS
•Des
criç
ões
(G
SD
, ED
D)
•Fer
ram
enta
s (D
TM
, C
onfigura
dore
s)
•Des
criç
ões
(G
SD
, ED
D)
•Fer
ram
enta
s (D
TM
, C
onfigura
dore
s)
•Cla
sses
de
mes
tres
•Inte
rface
s (F
B,
FDT)
•Res
triç
ões
•Cla
sses
de
mes
tres
•Inte
rface
s (F
B,
FDT)
•Res
triç
ões
Tec
nolo
gia
sde
inte
gra
ção
Pro
file
s de
sist
emas
1..
x
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
Estrutura usual de sistemas PROFIBUS
• Diferentes “versões” baseadas nas aplicações usuais;
• Não são explicitamente descritas na norma, porém são de fato utilizadasnos transmissores, controladores e nos sistemas de automação;
• Cada “versão” é uma combinação de:
Profile de aplicação+
Protocolo de comunicação+
Tecnologia de transmissão
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
Versões PROFIBUS
PROFIBUS DP(manufatura)
PROFIBUS PA(processo)
PROFIdrive(drivers)
PROFIsafe(universal)
RS485 RS485RS485MBP-ISMBP-IS
Protocolo DP(stack)
DP-V0..V2
Protocolo DP(stack)DP-V1
Protocolo DP(stack)DP-V2
Protocolo DP(stack)
DP-V0..V2
Profiles deaplicaçãoEx. IdentSystems
Profile deaplicação
PA devices
Profile deaplicação
PROFIdrive
Profile deaplicaçãoPROFIsafe
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
Tecnologias de transmissão
Ilimitado comrefresh
Máx. 9 comrefresh
Máx. 9 comrefresh
Máx. 4Nro. derepetidoras
126 nós/rede32 nós/seg.126 nós/redecom repet.
32 nós/seg semrepet.126 nós/redecom repet.
32 nós/seg. Máx.126 nós/rede.
Nro. de nós
Estrela e aneltipicamente
Barramento c/terminadores
Barramento c/terminadores
Mista c/terminadores
Topologia
NãoEEx ibNãoEEx ia/ibSeg. Intrínseca
Opcional sobrelinha híbrida
Opcional sobrefiação adicional
Opcional sobrefiação adicional
Opcional sobre osinal
Alimentação
Fibra multimodo,monomodo, PCF,plástico
Par trançadoblindado tipo A
Par trançadoblindado tipo A
Par trançadoblindado
Cabeamento
HD=4, bit deparidade,START/STOP
HD=4, bit deparidade,START/STOP
HD=4, bit deparidade,START/STOP
Preâmbulo, checkerror,START/STOP
Segurança natransmissão
9.6 a 12000KBit/s
9.6 a 12000KBit/s
9.6 a 12000KBit/s
31.25 KBit/sTaxa detransmissão
Ótica, digital,NRZ
Digital, sinaldiferencial NRZ
Digital, sinaldiferencial NRZ
Digital, sinc. bit abit, cod.Manchester
Transmissão dedados
Fibra ÓticaRS485-ISRS485MBP
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
Transmissão na versão PROFIBUS DP
Terra deproteção
Terra deproteção
Blindagem
RxD/TxD-P (3) RxD/TxD-P (3)DGND (5)
+5V (6)RxD/TxD-N (8)
DGND (5)
+5V (6)RxD/TxD-N (8)
Nó 1 Nó 2
+5V
DGND
RxD/TxD-P
RxD/TxD-N
390 Ω
390 Ω
220 Ω
• Cabeamento e terminador (RS485):
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
PROFIBUS DP com sistemas de I/O remoto
Barramento PROFIBUS DPI/O remoto
Nós PROFIBUS DP
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
PROFIBUS DP em pesagem de silos e misturadores
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
Transmissão na versão PROFIBUS PA
Padrão IEC 61158-2 variante H1; Atende ao FISCO (Fieldbus Intrinsically Safe Concept); Características:
• Sinal de comunicação: codificação Manchester com modulação de corrente;
• Topologia: Barramento, árvore/estrela, ponto a ponto;• Alimentação: via barramento ou externa, 9-32Vdc, em áreas não intrinsecamente
seguras;• 31.25 KBit/s;• Permite segurança Intrínseca (Ex ia/ib).
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
PROFIBUS PA em extração de minério de ferro
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
Protocolo de comunicação PROFIBUS DP• Projetado originalmente para garantir troca cíclica e rápida de dados no nível decampo → versão DP-V0;
• Expansão posterior para atender outras demandas de serviços de comunicação →expansão em três versões DP-V0, DP-V1 e DP-V2;
• Todas versões especificadas na norma IEC 61158;
• Classes de dispositivos:
Mestre DP de classe 1 (DPM1):- Executa leituras e escritas cíclicas em dispositivos escravos;- Tipicamente PCs industriais e PLCs.
Mestre DP de classe 2 (DPM2):- Configuração, avaliação e parametrização de dispositivos
escravos;- Utilizados durante o comissionamento e para
procedimentos de manutenção e diagnóstico;
- Tipicamente estações de trabalho.
Escravo:- Dispositivos passivos;- Tipicamente transmissores e atuadores industriais;- Integração relativamente fácil (versão DP-V0 100% integrada em
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
Protocolo de comunicação PROFIBUS DP
Circulação de token entre os mestres ativos
DPM1DPM2 DPM1
Escravo DP Escravo DP
Escravo PA Escravo PA
CouplerDP/PA
DP
PA
Comunicação mestre DPM1 – escravoComunicação mestre DPM2 – escravo
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
• Tempo de ciclo de um sistema DP mono-mestre:
Desempenho do protocolo PROFIBUS DP
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
Nível de funções
Tempo
DP-V0
DP-V1
DP-V2Modelo de publicação de dados Publisher-Subscriber(s)Modo Isochronous de comunicação
Extensões:- Sincronismo entre clocks & time stamp- HART on DP- Upload e Download- Redundância
Comunicação acíclica entre PCs ou PLCs e dispositivos escravos
Extensões:- Ferramentas de integração: EDD e FDT- Blocos funcionais portáveis (IEC 61131-3)- Comunicação para dispositivos de segurança (PROFIsafe)- Alarmes
Comunicação cíclica entre PCs ou PLCs e dispositivos escravos
Extensões:- Ferramenta de integração: GSD- Diagnóstico
Evolução do protocolo PROFIBUS DP
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
Integração entre as versões PROFIBUS DP & PA
Via dispositivo Coupler: somente tradução de características físicas (RS485-MBP).
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
Via dispositivo Link: dispositivo ativo que atua como escravo no canal DP e
mestre no canal PA.
Integração entre as versões PROFIBUS DP & PA
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
Abrangência da norma PROFIBUS
Profile diferenciado para sistemas de I/O remoto inseridos emdispositivos PA.
Remote I/O for PA devices
Integração de dispositivos voltados para o rastreamento depeças (leitores de barcode, transportadoras).
Ident systems
Implementação de equipamentos para dosagem e pesagemindustrial.
Dosing/weighing
Comunicação entre equipamentos de acionamento elétrico demotores e máquinas elétricas de baixa voltagem.
Low-voltage switchgear
Controle de equipamentos de dispositivos típicos de plantas defabricação de semicondutores.
SEMI
Controle de drivers hidráulicos.Fluid Power
Interfaceamento de encoders lineares ou angulares.Encoders
Interfaceamento desde interfaces HMI simples até dispositivosde automação de auto nível.
Panel devices
Sistemas de manufatura com integração de robôsmanipuladores e centros de usinagem de comando numérico.
Robots/NC
Sistemas de controle de processos contínuos.PA devices
Controle e monitoramento de acionadores elétricos de motores(inversores de freqüência).
PROFIdrive
ConteúdoDesignação
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
Ferramentas de integração de dispositivos PROFIBUS
Manufatura
Processo
GSD
FDT EDD Via Interpretador- Manipulação uniformi- zada de dispositivos- Linguagem específica- Baixa complexidade
Via software “driver”- Manipulação específica de dispositivos- Interface de aplicação- Complexidade alta
Via configurador- Configuração de acesso- Configuração de I/O
ASSOCIAÇÃO PROFIBUS www.profibus.org.br
Muito Obrigado!